[发明专利]一种嵌入式便携金相组织采集显示系统及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种金相显微组织嵌入式图像采集技术，具体是指一种基于ARM（高级精简指令集计算机）+WINCE（微软嵌入式实时操作系统）的嵌入式便携金相组织采集显示系统。本发明还涉及采用上述系统的金相组织采集显示方法。

背景技术

随着数字信号处理技术的迅速发展，图像处理技术的需求与日俱增，在工程领域、工业生产、军事、医学以及科学研究中的应用日益普遍。近年来，在金属材料科学领域，为了满足国内外市场的需求，高像素、图像清晰的数字显微图像采集系统应运而生，由它获取的数字图像可以在显示屏上进行观察并可以随时记录。

目前，金相显微视觉系统绝大多数是由显微镜本体、CCD摄像头、图像采集卡、计算机等四大部件组成，通过CCD摄像头将金相组织转换成图像信号，传送给专用的图像处理单元，转变成数字化信号，最后传输到计算机上，从而实现金相组织的采集和显示。这样的图像采集系统成本较高，功耗大，而且体积上也有一定的限制，不方便移动。

传统的金属处理是将样品切割后，再经过抛磨而后放置在显微镜下以检查金属缺陷。但在机械制造、锅炉及压力容器的制造及检验、石油化工、铁路、造船、电力设备、大型模具、安全检测、质量监督和理化试验室等领域，对设备正在应用中的大型金属工件进行金属缺陷检查时，为了保证工件的完整性，往往不能采用切割取样的方法，只能直接在工件上抛磨、检视，即对金属进行现场金相检查，现场实现金相组织采集、显示并进行研究分析。此时，传统的金相显微视觉系统显然不能满足要求。

经对现有技术文献的检索发现，“金相组织数字化数据采集系统”（陈岳林，汪杰君，许廷丽.光学精密工程，2005.13）是由金相显微镜、CCD摄像机、图像采集卡和计算机及显示终端组成，虽然该图像采集系统能够实现高速可靠的金相组织采集，但其体积大，不能灵活携带。

另经检索发现，中国专利申请号为：200810048425.4，名称为：一种基于ARM的便携式图像实时采集和显示终端，该申请案采用嵌入式Linux技术，利用Linux内核的相应编程接口函数编写图像采集程序，实现图像的实时显示。但由于受到嵌入式Linux占用内存大，尚没有很好的用户图形界面的限制，系统的开发和维护难度大，难以输出人性化的人机界面。同时，该系统只能实现宏观图像的采集，不能实现金相组织微观图像的采集。

检索结果表明，目前还没有以32位ARM嵌入式处理器作为信息处理核心，WINCE作为嵌入式实时操作系统的便携金相组织采集和显示系统相关技术成果；利用模块化、可移植的设计方法，实现便携式金相显微组织的采集和显示系统，还属于空白。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种嵌入式便携金相组织采集显示系统，该系统以32位ARM嵌入式微处理器为核心，将WINCE嵌入式实时操作系统移植到金相组织显微图像的采集和显示系统中，结合传感器技术、图像处理技术、计算机通信技术，通过对程序各个任务的合理分配，使系统能快速有效地获取清晰的金相组织显微图像，性能稳定、体积小、便携、成本低，具有较高的实际应用价值。

上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种嵌入式便携金相组织采集显示系统，包括图像采集模块、ARM嵌入式处理器、人机交互模块、数据存储模块，所述的ARM嵌入式处理器分别与所述的图像采集模块、人机交互模块和数据存储模块相互连接，系统结构由硬件层、操作系统层和应用层组成。

所述图像采集模块由便携式金相显微镜、图像采集器适配器、CCD图像传感器和A/D转换模块依次连接组成，所述便携式金相显微镜采集材料试样的光信号，所述A/D转换模块的输出端与ARM嵌入式处理器相连接；

所述人机交互模块由LCD显示模块、触摸屏模块和ARM嵌入式处理器相互连接而成；所述LCD显示模块和触摸屏模块分别与ARM嵌入式处理器相连接；

所述数据存储模块包括SDRAM、Nand Flash和SD卡(安全数码卡)；所述SDRAM、Nand Flash和SD卡分别与ARM嵌入式处理器相连接。

在上述基础上，本发明还可以做进一步的改进：

所述ARM嵌入式处理器还连接有无线传输模块，实现图像数据无线传输功能。